JPS6225897A - Method and apparatus for controlling four-phase stepping motor - Google Patents

Method and apparatus for controlling four-phase stepping motor

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JPS6225897A
JPS6225897A JP16374585A JP16374585A JPS6225897A JP S6225897 A JPS6225897 A JP S6225897A JP 16374585 A JP16374585 A JP 16374585A JP 16374585 A JP16374585 A JP 16374585A JP S6225897 A JPS6225897 A JP S6225897A
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晃 倉橋
Sumio Yanase
簗瀬 純夫
Hiroshi Taki
浩志 瀧
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Abstract

PURPOSE:To inhibit the vibration of a rotor in case of holding, and to prevent the pull out by making low currents flow through field coils of the other two phases and bringing the field coils to three-phase excitation in one-phase exciting section in W1-2 phase excitation. CONSTITUTION:A memory element 2 each outputs signals H, L to first-eighth outputs 20-27 in response to an output from a binary counter 1. A PWM control circuit 6 and a switching transistor driving circuit 3 are operated in response to the signal, and the currents of several field coil are controlled. One phase exciting section in conventional W1-2 phase excitation can be brought to three-phase excitation by respectively making a first current level to flow through field coils at other two phases at that time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本件発明は、4相ステップモータをW(ダブル)1−2
相励磁によって駆動する場合のロータ振動を抑制する界
磁コイルの励磁に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a four-phase step motor with W (double) 1-2
The present invention relates to excitation of a field coil that suppresses rotor vibration when driven by phase excitation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のステップモータの駆動方法は、特公昭59−20
278号公報に示される様に、1相励磁、2相励磁、1
−2相励磁の各励磁方法があり、2相励磁や1−2相励
磁の様に同時に多数相を励磁する方法を総称して多相励
磁と呼ばれている。
The conventional step motor driving method is
As shown in Publication No. 278, 1-phase excitation, 2-phase excitation, 1
- There are various excitation methods such as two-phase excitation, and methods of simultaneously exciting multiple phases such as two-phase excitation and 1-2 phase excitation are collectively called polyphase excitation.

この多相励磁には、前述の2相励磁、1−2相励磁の他
に、特開昭58−69499号公報に示す様に、モータ
の各相の界磁コイルに流す電流を階段状に変化させて駆
動する事により、ステップモータの角度精度を上げ、ト
ルクのリップルを減少させる方法がある。°この駆動方
法は、一般にマイクロステップ駆動と呼ばれている。
In addition to the above-mentioned two-phase excitation and 1-2 phase excitation, this multi-phase excitation includes step-like current flow to the field coils of each phase of the motor, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 58-69499. There is a method of increasing the angular accuracy of the step motor and reducing torque ripple by driving the step motor by changing the angle. °This driving method is generally called microstep driving.

そして、本発明に係る励磁方法であるWl−2相励磁は
、多相励磁の一種と考えられ、マイクロステップ駆動に
おいて、界磁コイルに流れる電流値を2段階に設定した
ものと考える事ができる。
The Wl-2 phase excitation, which is the excitation method according to the present invention, is considered to be a type of multiphase excitation, and can be thought of as setting the current value flowing through the field coil in two stages in microstep drive. .

このWl−2相励磁は、特開昭58−9597号公報に
示されている。そして、以上述べてきたWl−2相励磁
の駆動回路の一実施例を、第6図に示す。
This Wl-2 phase excitation is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 58-9597. FIG. 6 shows an embodiment of the Wl-2 phase excitation drive circuit described above.

また、この図は、4相VR型ステップモータでユニポー
ラ励磁方式のもので駆動部については、2相分のみを示
しである。そして、図において、1は入力端子14に駆
動指令パルスが供給されるとこのパルス数をカウントし
、出力する4ビツトのバイナリカウンタであり、出力が
メモリ素子2(通常はROM)に入力されてし、λる。
Further, this figure is a four-phase VR type step motor of a unipolar excitation type, and only two phases of the drive section are shown. In the figure, 1 is a 4-bit binary counter that counts and outputs the number of pulses when a drive command pulse is supplied to the input terminal 14, and the output is input to the memory element 2 (usually a ROM). And λru.

そして、メモリ素子2は、20〜27の第1〜第8の8
つの出力を出す。ここで、バイナリカウンタ1の出力(
カウント数)に応じて、表1に示す真理値表に従って、
メモリ素子2の第1〜第8の出力20〜27にH,L信
号が出力される。但し、第4.第5の出力24.25に
ついては不定である。
The memory element 2 includes the first to eighth 8th elements of 20 to 27.
outputs two outputs. Here, the output of binary counter 1 (
According to the truth table shown in Table 1,
H and L signals are output to the first to eighth outputs 20 to 27 of the memory element 2 . However, 4th. The fifth output 24.25 is undefined.

以下余白 また、3,4は、スイッチングトランジスタ8゜9の駆
動回路で、それぞれメモリ素子2の第4゜第2の出力2
3.21に接続され、メモリ素子2からの信号がHなら
ばトランジスタ8,9を導通し、Lならば遮断する働き
をもつ。
In addition, numerals 3 and 4 are driving circuits for the switching transistor 8.9 and the 4.degree. second output 2 of the memory element 2, respectively.
3.21, and has the function of making the transistors 8 and 9 conductive if the signal from the memory element 2 is H, and shutting them off if it is L.

5はステップモータの各相に流れる電流値をPWM (
パルス幅変調)制御するための三角波発振回路である。
5 is the current value flowing through each phase of the step motor as PWM (
This is a triangular wave oscillation circuit for pulse width modulation (pulse width modulation) control.

6はPWM (パルス幅変調)制御回路であり、三角波
発振回路5の三角波を入力する。そして、メモリ素子2
の第8の出力27からの信号のH9L信号に応じて、そ
れぞれ2つの基準電圧を得る。
6 is a PWM (pulse width modulation) control circuit, into which the triangular wave from the triangular wave oscillation circuit 5 is input. And memory element 2
In response to the H9L signal of the signal from the eighth output 27 of , two reference voltages are obtained respectively.

次に、電流検出用の抵抗I2の電圧をフィードバックし
、基準電圧とを比較して、之の誤差信号(電圧)と三角
波を比較して信号H,Lに対応する必要なデユーティ比
を得て、電流制御トランジスタ7のベースを制御し、、
各相の界磁コイル10゜11に流れる電流を一定にして
いる。そして、信号Hに対して、信号りの時には、電流
制御トランジスタ7に流れる電流は約半分となっている
Next, the voltage of the current detection resistor I2 is fed back, compared with the reference voltage, and the error signal (voltage) is compared with the triangular wave to obtain the necessary duty ratio corresponding to the signals H and L. , controls the base of the current control transistor 7,
The current flowing through the field coils 10° and 11 of each phase is kept constant. When the signal is low, the current flowing through the current control transistor 7 is about half that of the signal H.

7は電流制御トランジスタで、エミッタは電源端子に、
コレクタは4相のうち2相の界磁コイル10.11の一
端に接続されている。
7 is a current control transistor, the emitter is connected to the power supply terminal,
The collector is connected to one end of field coils 10.11 of two of the four phases.

そして、界磁コイル10.11の他端は、それぞれスイ
ッチングトランジスタ8,9のコレクタ・エミッタを介
して、抵抗12に接続されている。
The other ends of the field coils 10 and 11 are connected to a resistor 12 via the collectors and emitters of switching transistors 8 and 9, respectively.

上述した回路の動作を説明すると、クロック入力端子1
4から、ある周波数の矩形波を入力すると、バイナリカ
ウンタ1のカウント数に応じて、メモリ素子2の第1〜
第8の出力20〜27から、表1に示す信号が出力され
る。
To explain the operation of the circuit described above, clock input terminal 1
4, when a rectangular wave of a certain frequency is input, the first to
The signals shown in Table 1 are output from the eighth outputs 20-27.

この信号に基づいて、PWM制御回路6やスイッチング
トランジスタ駆動回路(3,、4)が動作し、第7図に
示すように、各相(1〜4)の界磁コイルに流れる電流
が供給される事になる。また、第7図における1〜16
の数字は表1におけるカウント数θ〜15にそれぞれ対
応している。そして、第7図における界磁コイルの通電
をWl−2相励磁という。
Based on this signal, the PWM control circuit 6 and the switching transistor drive circuit (3, 4) operate, and as shown in FIG. 7, current is supplied to the field coils of each phase (1 to 4). It will happen. Also, 1 to 16 in Figure 7
The numbers correspond to the count numbers θ to 15 in Table 1, respectively. The energization of the field coil in FIG. 7 is called Wl-2 phase excitation.

ここで、クロック入力端子14から、入力される矩形波
の周波数は、ステップモータを駆動するパルスレートを
決定し、高い周波数ならば高速回転、低い周波数ならば
低速回転となる。
Here, the frequency of the rectangular wave input from the clock input terminal 14 determines the pulse rate for driving the step motor; if the frequency is high, the step motor will rotate at high speed, and if the frequency is low, it will rotate at low speed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが上述した従来のものでは、第7図に示すように
、4相のうち1相のみ励磁される1相励磁の部分(第7
図における1、5.9.13)が必ず存在し、例えば、
この部分でステップモータがホールド(停止)された場
合、界磁コイルが1相MJJ磁しか行われていないので
、ロータの振動が大きく、同期はずれを起こしやすいと
いう問題点がある。
However, in the conventional system described above, as shown in FIG.
1, 5.9.13) in the figure always exists, for example,
When the step motor is held (stopped) in this part, the field coil is only performing one-phase MJJ magnetization, which causes a problem that the rotor vibrates large and is likely to become out of synchronization.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1相から第4相の各相は、それぞれ一周期を16区間
とし、第1の電流レベルを2区間通電され、その後第1
の電流レベルに対して大きい第2の電流レベルを5区間
通、電され、さらに第1の電流レベルを2区間通電され
て、残り7区間は通電ツブモータを駆動させる4相ステ
ップモータの制御方法とすることである。
Each phase from the first phase to the fourth phase has one period with 16 sections, and the first current level is applied for two sections, and then the first
A method for controlling a four-phase step motor in which a second current level that is larger than the current level is applied for 5 sections, the first current level is applied for 2 sections, and the remaining 7 sections drive the energized whirlpool motor. It is to be.

〔作用〕[Effect]

従来のWl−2相励磁における1相励磁部分において、
第1の電流レベルを他の2相の界磁コイルに流し、3相
励磁とする。
In the 1-phase excitation part in the conventional Wl-2 phase excitation,
The first current level is applied to the other two-phase field coils to provide three-phase excitation.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明4相ステップモータの制御装置の第1実
施例を示すものであり、図において、第6図と同一符号
は同−又は相当部分を示し、また駆動部については、1
相分のみを示している。また、4相ステップモータは、
ロータに複数個の突極を有するVR形である。
FIG. 1 shows a first embodiment of a control device for a four-phase step motor according to the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG.
Only phase components are shown. In addition, the 4-phase step motor is
It is a VR type with a plurality of salient poles on the rotor.

そして、4相の界磁コイルの各相独立に、それぞれ駆動
回路3、PWMilJ?11回路6、電流制御トランジ
スタ7、スイッチングトランジスタ8、界磁コイル10
、抵抗12が接続され、界磁コイルの電流値を制御する
Then, each phase of the four-phase field coil is independently connected to a drive circuit 3, PWMilJ? 11 circuit 6, current control transistor 7, switching transistor 8, field coil 10
, and a resistor 12 are connected to control the current value of the field coil.

また、メモリ素子2は、バイナリカウンタ1の出力(カ
ウント数)に応じて、表2に示す真理値表に従って、メ
モリ素子2の第1〜第8の出力20〜27にそれぞれH
,Lの信号が出力される。
In addition, the memory element 2 outputs H to the first to eighth outputs 20 to 27 of the memory element 2, respectively, according to the truth table shown in Table 2, in accordance with the output (count number) of the binary counter 1.
, L signals are output.

以下余白 ここで、第1の手段をなすメモリ素子2の出力。Below margin Here, the output of the memory element 2 forming the first means.

24〜27は、それぞれPWM制御回路6に接続されて
おり、第1のレベル信号(L信号)を11区間発生し、
その後第2のレベル信号(H信号)を5区間発生して、
それぞれ4区間づつずれて、信号を発生する。
24 to 27 are each connected to the PWM control circuit 6, and generate a first level signal (L signal) for 11 periods.
After that, a second level signal (H signal) is generated for 5 sections,
Signals are generated with a shift of four sections.

また、第2の手段をなすメモリ素子2の出力20〜23
は、界磁コイル10の導通、遮断を行うトランジスタ8
のベースを駆動する駆動回路3にそれぞれ接続され、O
N信号(H信号)を9区間発生し、その後OFF信号(
L信号)を7区間発生して、それぞれ4区間づつずれて
、信号を発生する。さらに、それぞれON信号(H信号
)の始まりは、第1の手段で得られた11区間の第1の
レベル信号のうち10区間目に対応している。
Further, the outputs 20 to 23 of the memory element 2 constituting the second means
is a transistor 8 that turns on and off the field coil 10;
are connected to drive circuits 3 for driving the bases of O
The N signal (H signal) is generated for 9 periods, and then the OFF signal (
L signal) is generated for 7 sections, and the signals are generated with a shift of 4 sections for each section. Furthermore, the beginning of each ON signal (H signal) corresponds to the 10th section of the 11 sections of the first level signal obtained by the first means.

上述した回路の動作を詳細に説明すると、この回路では
、各相の電流を独立して制御可能なので、クロック入力
端子14から入力されるある周波数の矩形波に応じて、
メモリ素子2内に記憶された信号がサイクリックに出力
されるため、それらの信号に応じて第3の手段をなすP
WM制御回路6、半導体スイッチング素子をなすスイッ
チングトランジスタ駆動回路3が動作し、4相(第1相
、第2相、第3相、第4相)の各界磁コイルに第2図に
示すタイミングで電流が切り換わる事になる。
To explain the operation of the above-mentioned circuit in detail, this circuit can control the current of each phase independently, so in response to a rectangular wave of a certain frequency input from the clock input terminal 14,
Since the signals stored in the memory element 2 are output cyclically, the third means P
The WM control circuit 6 and the switching transistor drive circuit 3, which is a semiconductor switching element, operate, and each of the four-phase (first phase, second phase, third phase, and fourth phase) field coils is supplied with the timing shown in FIG. The current will be switched.

例えば、カウンタ1の出力(カウンタ数)が5の場合、
メモリ素子2からは表2に示す50時のデータが出力さ
れる。
For example, if the output of counter 1 (number of counters) is 5,
The memory element 2 outputs the data at 50 o'clock shown in Table 2.

このデータが出力されると、出力端子24〜27に接続
されているPWM制御回路6では、例えば出力端子27
に接続されているものでは、出力端子27のH信号によ
り、所定の基準電圧を得て、この電圧と電流検出用の抵
抗12のフィードバックされた電圧を比較して、この誤
差信号(電圧)と三角波発振回路5の三角波と比較して
、必要なデユーティ比を持つ矩形波を得て、電流制御ト
ランジスタ7のベースを制御し、界磁コイル10に流れ
る電流を第2の電流レベルに設定する。一方、出力端子
24〜26に接続されているものでは、出力端子24〜
26のし信号により、上述したと同様に、デユーティ比
の小さい矩形波を得て、電流制御トランジスタ7を介し
て、界磁コイル10に流れる電流を第1の電流レベルに
設定する。この時、第1の電流レベルは、第2の電流レ
ベルに対して、約0.41倍に設定している。そして、
三角波発振回路5、PWM制御回路6、電流制御トラン
ジスタ7で第3の手段を構成している。
When this data is output, in the PWM control circuit 6 connected to the output terminals 24 to 27, for example, the output terminal 27
In the case where the voltage is connected to Compared with the triangular wave of the triangular wave oscillation circuit 5, a rectangular wave having a necessary duty ratio is obtained, the base of the current control transistor 7 is controlled, and the current flowing through the field coil 10 is set to the second current level. On the other hand, for those connected to output terminals 24 to 26,
As described above, a rectangular wave with a small duty ratio is obtained by the signal No. 26, and the current flowing through the field coil 10 is set to the first current level via the current control transistor 7. At this time, the first current level is set to about 0.41 times the second current level. and,
The triangular wave oscillation circuit 5, the PWM control circuit 6, and the current control transistor 7 constitute a third means.

また、メモリ素子2の出力端子20〜23に接続されて
いるスイッチングトランジスタ駆動回路3では、出力端
子22.23に接続されているもののスイッチングトラ
ンジスタ8がONL、、出力端子20.21に接続され
ているもののスイッチングトランジスタ8がOFFする
事になる。
Furthermore, in the switching transistor drive circuit 3 connected to the output terminals 20 to 23 of the memory element 2, the switching transistor 8, which is connected to the output terminal 22.23, is connected to the ONL, output terminal 20.21. However, the switching transistor 8 is turned off.

以上の動作により、各相の電流は、第2図の6番に示す
状態に制御される事になる。つまり、第1相の界磁コイ
ルに第2の電流レベルが、第2相の界磁コイルには第1
の電流レベルがそれぞれ流れ、第3相、第4相の界磁コ
イルには電流が流れないこととなる。
Through the above operations, the current in each phase is controlled to the state shown in No. 6 in FIG. 2. In other words, the first phase field coil receives the second current level, and the second phase field coil receives the first current level.
Current levels flow respectively, and no current flows through the third-phase and fourth-phase field coils.

そして、クロック入力端子14に矩形波が入力される毎
にカウントされ、表2に示すように、カウント数に応じ
て、メモリ素子2の出力20〜27にそれぞれ順次出力
される。これに応じて、第1相〜第4相の界磁コイルに
は、第2図に示すように、電流が流れることになる。
Then, each time a rectangular wave is input to the clock input terminal 14, it is counted, and as shown in Table 2, it is sequentially output to the outputs 20 to 27 of the memory element 2 according to the count number. Accordingly, current flows through the first to fourth phase field coils as shown in FIG. 2.

ここで、第2図は、1周期が16区間にわかれており、
各相においては、第1の電流レベルが2区間続き、その
後、第2の電流レベルが5区間続いた後に、第1の電流
レベルが2区間続き、その後に、通電されない区間が7
区間続くこととなる。
Here, in Figure 2, one cycle is divided into 16 sections,
In each phase, the first current level lasts for two periods, then the second current level lasts for five periods, then the first current level lasts for two periods, followed by seven unenergized periods.
The section will continue.

そして、各相はそれぞれ4区間づつずれて通電されるよ
うにしである。
Each phase is energized at intervals of four intervals.

そして、従来における第7図に示すように、1゜5.9
.13の部分においては、1相励磁の場合があるのに対
し、本発明による第2図に示すものでは、1,5,9.
13は、他の2相の界磁コイルに第1の電流レベルで2
相流しており、3相励磁されている。
As shown in Fig. 7 in the conventional case, 1°5.9
.. In the part 13, there is a case of one-phase excitation, whereas in the part shown in FIG. 2 according to the present invention, 1, 5, 9, .
13 is 2 at the first current level to the field coils of the other two phases.
There is a phase flow, and three-phase excitation is performed.

また、第3図および第4図は、1,5,9.13いずれ
かの部分で、ステップモータをホールドした場合のロー
タの振動を示すもので、それぞれ本発明と従来を示しで
ある。ここで、横軸は時間を示し、1区間が8ms e
 cであり、縦軸はロータの振動におけるステップの数
を示してあり、1区間がlOステップとなっている。ま
た、この時のステップモータは、バイナリカウンタ1に
人力される矩形波が2000 p 1) S (pul
se /5econd)である。
Further, FIGS. 3 and 4 show the vibration of the rotor when the step motor is held at any part of 1, 5, or 9.13, and show the present invention and the conventional method, respectively. Here, the horizontal axis shows time, and one section is 8ms e
c, and the vertical axis indicates the number of steps in the vibration of the rotor, with one section being 10 steps. In addition, the step motor at this time has a rectangular wave input manually to the binary counter 1 of 2000 p 1) S (pul
se /5econd).

従って、第3図および第4図から理解できるように、本
発明の方がロータの振動を極力無くすことができ、同期
はずれを起こすことがない。
Therefore, as can be understood from FIGS. 3 and 4, the present invention can eliminate vibrations of the rotor as much as possible and will not cause out-of-synchronization.

また、本件発明の励磁方法を実施する場合、例えば、第
2図の1で第1相と第3相め電流レベルは、同一としで
あるので、ロータへの励磁方法がずれる事はなく、角度
精度には、何の影響も及ぼすものではない。
Furthermore, when implementing the excitation method of the present invention, for example, the first phase and third phase current levels are the same in 1 of FIG. It has no effect on accuracy.

さらに、従来の方法と比較すると、第2図におけるl、
5,9.13で従来に対し、1相から3相励磁にするた
め、この励磁状態での消費電流は増加するが、この増分
は、モータの動作状態では、他の励磁状態との平均値と
して表われるので、消費電流の増加は、わずかなものと
なり、効率等にはほとんど影響を与えることはない。
Furthermore, when compared with the conventional method, l in Fig. 2,
5.9.13, the current consumption in this excitation state increases because the current is changed from one phase to three phase excitation compared to the conventional one, but this increase is the average value compared to other excitation states in the motor operating state. Therefore, the increase in current consumption is small and has almost no effect on efficiency, etc.

なお、第5図に示す第2実施例においては、第1図に示
す第1実施例に対して、PWM制御回路6、電流制御ト
ランジスタ7および電流検出抵抗12が各相に必要であ
ったに対して、上記回路および素子が2相で、各々1つ
づつできる。
In the second embodiment shown in FIG. 5, unlike the first embodiment shown in FIG. 1, a PWM control circuit 6, a current control transistor 7, and a current detection resistor 12 are required for each phase. On the other hand, the above circuits and elements can be formed in two phases, one each.

また、メモリ素子2の出力23.21に、AND回路1
5の入力が接続され、AND回路15の出力が、検出電
流値切換回路16に接続され、この検出電流値切換回路
16の出力がPWM制御回路6に入力されている。
In addition, the AND circuit 1 outputs 23 and 21 of the memory element 2.
The output of the AND circuit 15 is connected to a detected current value switching circuit 16, and the output of this detected current value switching circuit 16 is input to the PWM control circuit 6.

さらに、メモリ素子2は、下記の表3に示す真理値表に
従って、メモリ素子2第1〜第8の出力20〜27にそ
れぞれり、 Hの信号が出力される。
Further, the memory element 2 outputs H signals to the first to eighth outputs 20 to 27 of the memory element 2, respectively, according to the truth table shown in Table 3 below.

出力24.25については、不定である。The output 24.25 is undefined.

以下余白 そして、検出電流値切換回路16の動作は、AND回路
15からHの信号が来ると、この回路内で電流検出抵抗
12間の電圧を1/2にして、PWM制御回路6に送り
、ANI)回路15からの信号がLの場合は、そのまま
の電圧を送る働きをもっている。そして、AND回路1
5、検出電流値切換回路16、抵抗12で第4の手段を
構成している。
Margin below And the operation of the detection current value switching circuit 16 is that when an H signal is received from the AND circuit 15, the voltage across the current detection resistor 12 is halved within this circuit and sent to the PWM control circuit 6. When the signal from the ANI) circuit 15 is L, it functions to send the voltage as it is. And AND circuit 1
5, a detection current value switching circuit 16, and a resistor 12 constitute a fourth means.

この回路は、例えば、デジタルスイ・ノチとオペアンプ
等で構成されるものである。
This circuit is composed of, for example, a digital switch and an operational amplifier.

以上の回路構成において、どの様にこの回路が動作する
か以下、説明を行う。
In the above circuit configuration, how this circuit operates will be explained below.

回路の基本的な動作は、第1図で示したものと変わらな
いため、本件発明の特徴である3相励磁時の電流値設定
について詳しく説明する。
Since the basic operation of the circuit is the same as that shown in FIG. 1, the current value setting during three-phase excitation, which is a feature of the present invention, will be explained in detail.

例えば、第2図における9番の制御を行う場合、メモリ
素子2からは、8番地が出力される。
For example, when controlling number 9 in FIG. 2, memory element 2 outputs address 8.

この信号に基づいて、PWM制御回路6及び、スイッチ
ングトランジスタ駆動回路3.4が動作するが、メモリ
素子2の出力端子21.23に接検出抵抗12からの電
圧の1/2の電圧を検出電流切換回路16から、PWM
制御回路6に出力される事になる。つまり、電流制御ト
ランジスタ7に流れる電流を第1の電流レベルの2倍と
して、界磁コイル10.11に流れる電流を第1の電流
レベルに設定する。
Based on this signal, the PWM control circuit 6 and the switching transistor drive circuit 3.4 operate, and a voltage of 1/2 of the voltage from the contact detection resistor 12 is detected at the output terminal 21.23 of the memory element 2. From the switching circuit 16, PWM
It will be output to the control circuit 6. That is, the current flowing through the current control transistor 7 is set to twice the first current level, and the current flowing through the field coil 10.11 is set to the first current level.

つまり、スイッチングトランジスタ8.9を同時にON
した時に、各相の界磁コイル10.11の抵抗値は等し
いので、結局、各々の相の界磁コイルto、itには、
2倍の第1の電流レベルの半分となり、第2図の9番に
示す用に、中間値(第1の電流レベル)の電流が流れる
事になる。
In other words, switching transistors 8 and 9 are turned on at the same time.
At this time, the resistance values of the field coils 10 and 11 of each phase are equal, so in the end, the field coils to and it of each phase have the following values.
The current level becomes half of the first current level, which is twice as high as that of the first current level, and a current of an intermediate value (first current level) flows as shown at No. 9 in FIG.

なお、上述した実施例ではVR形4相ステップモータで
あるが、ロータに永久磁石を用いたPM形の4相ステッ
プモータでもよい。
Although the above embodiment uses a VR type four-phase step motor, a PM type four-phase step motor using a permanent magnet in the rotor may also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明においては、従来のWl−2相
励磁における1相励磁部分を、他の2相の界磁コイルに
それぞれ第1の電流レベルを流すことにより、3相励磁
にすることができ、ステップモータをホールドする際に
ロータの振動を抑制して、同期はずれを防止することが
できるという優れた効果がある。
As described above, in the present invention, the 1-phase excitation part in the conventional Wl-2-phase excitation is made into 3-phase excitation by flowing the first current level to each of the other 2-phase field coils. This has the excellent effect of suppressing the vibration of the rotor and preventing out-of-synchronization when the step motor is held.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明ステップモータの制御装置の第1実施例
を示す電気回路図、第2図は本発明における各相の励磁
コイルに対する界磁コイルに流れる電流レベルを示した
特性図、第3図は、本発明におけるステップモータをホ
ールドした時のロータの振動を示す特性図、第4図は従
来におけるステップモータをホールドした時のロータの
振動を示す特性図、第5図は本発明ステップモータの制
御装置の第2実施例を示す電気回路図、第6図は従来の
ステップモータの制御装置を示す電気回路図、第7図は
第6図に示す従来における各相の励磁コイルに対する界
磁コイルに流れる電流レベルを示した特性図である。 l・・・4ビツトのバイナリカウンタ、2・・・第1お
よび第2の手段をなすメモリ素子、3.4・・・駆動回
路、5,6.7・・・それぞれ第3の手段を構成する三
角波発振回路、PWMllji回路、電流制御トランジ
スタ、8,9・・・半導体スイッチング素子をなすスイ
ッチングトランジスタ、10.11・・・界磁コイル、
12・・・抵抗。 代理人弁理士 岡  部   隆
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of the step motor control device of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing the current level flowing through the field coil with respect to the excitation coil of each phase in the present invention, and FIG. The figure is a characteristic diagram showing the vibration of the rotor when the step motor of the present invention is held, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the vibration of the rotor when the step motor is held in the conventional method, and FIG. 5 is the characteristic diagram showing the vibration of the rotor when the step motor of the present invention is held. 6 is an electric circuit diagram showing a conventional step motor control device, and FIG. 7 is a field diagram for the excitation coil of each phase in the conventional method shown in FIG. 6. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the level of current flowing through a coil. 1... 4-bit binary counter, 2... Memory element forming first and second means, 3.4... Drive circuit, 5, 6.7... Each forming third means. triangular wave oscillation circuit, PWMllji circuit, current control transistor, 8, 9... switching transistor forming a semiconductor switching element, 10.11... field coil,
12...Resistance. Representative Patent Attorney Takashi Okabe

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1相から第4相の各相は、それぞれ一周期を1
6区間とし、第1の電流レベルを2区間通電され、その
後第1の電流レベルに対して大きい第2の電流レベルを
5区間通電され、さらに第1の電流レベルを2区間通電
されて、残り7区間は通電されないようにし、前記第1
相から第4相の各相は、4区間づつずれて繰り返し通電
を行い、ステップモータを駆動させる4相ステップモー
タの制御方法。
(1) Each phase from phase 1 to phase 4 has one period.
The first current level is applied for 2 periods, then the second current level, which is larger than the first current level, is applied for 5 periods, and the first current level is applied for 2 periods, and the remaining current level is applied for 2 periods. The seventh section is not energized, and the first
A method of controlling a 4-phase step motor in which each phase from phase to fourth phase is repeatedly energized in four intervals to drive the step motor.
 (2)4相に巻装設定された界磁コイルと、この界磁
コイルの内周に回転自在に設けられた回転子とを有する
4相ステップモータにおいて、 ステップモータの駆動指令を行う指令パルスと、この指
令パルスのカウント数に応じて、第1のレベル信号を1
1区間発生し、その後第2のレベル信号を5区間発生し
、上記16区間を繰り返すと同時に、それぞれ4区間づ
つずれた4つの信号を発生する第1の手段と、  前記指令パルスのカウント数に応じて、前記第1の手
段で得られた11区間の第1のレベル信号のうち10区
間目に対応してON信号を9区間発生し、その後OFF
信号を7区間発生し、上記16区間を繰り返すと同時に
、それぞれ4区間づつずれた4つの信号を発生する第2
の手段と、 前記各相の界磁コイルに流れる電流を前記
第1の手段により得られる第1のレベル信号で、第1の
電流レベルに設定し、第2のレベル信号で、前記第1の
電流レベルに対して大きい第2の電流レベルに設定する
第3の手段と、  この第2の手段により得られるON信号で導通し、前
記界磁コイルに電流を流し、OFF信号で遮断し、前記
各相の界磁コイルに流れる電流をそれぞれ遮断する半導
体スイッチング素子と、を備えたステップモータの制御
装置。
(2) In a four-phase step motor having a field coil wound in four phases and a rotor rotatably provided on the inner periphery of the field coil, a command pulse that issues a drive command to the step motor. and the first level signal is set to 1 according to the count number of this command pulse.
a first means for generating a second level signal for one period, then generating a second level signal for five periods, repeating the above 16 periods, and simultaneously generating four signals shifted by four periods each; Accordingly, an ON signal is generated for 9 periods corresponding to the 10th period among the 11 periods of the first level signal obtained by the first means, and then an OFF signal is generated.
A second signal that generates a signal for 7 sections, repeats the above 16 sections, and simultaneously generates 4 signals shifted by 4 sections each.
means for setting the current flowing through the field coils of each phase to a first current level using a first level signal obtained by the first means, and setting the current flowing through the field coils of each phase to a first current level using a second level signal; a third means for setting a second current level larger than the current level; and a third means for conducting with an ON signal obtained by the second means, causing current to flow through the field coil, and cutting off with an OFF signal; A step motor control device equipped with a semiconductor switching element that interrupts the current flowing through the field coils of each phase.
(3) 一対の並列接続された界磁コイルを2つ有し、
この界磁コイルの内周に回転自在に回転子を設けた4相
ステップモータにおいて、 ステップモータの駆動指令を行う指令パルスと、この指
令パルスのカウント数に応じて、第1のレベル信号を3
区間発生し、その後第2のレベル信号を5区間発生し、
上記8区間を繰り返すと同時に、それぞれ4区間づつず
れた2つの信号を発生する第1の手段と、 前記指令パルスのカウント数に応じて、前記第1の手段
で得られた3区間の第1のレベル信号のうち2区間目に
対応して、ON信号を9区間発生し、その後OFF信号
を7区間発生し、上記16区間を繰り返すと同時に、そ
れぞれ4区間づつずれた4つの信号を発生する第2の手
段と、 前記各相の界磁コイルに流れる電流を前記第1の手段に
より得られる第1のレベル信号で、第1の電流レベルに
設定し、第2のレベル信号で、前記第1の電流レベルに
対して大きい第2の電流レベルに設定する第3の手段と
、 この第2の手段により得られるON信号で導通し、前記
各相界磁コイルに電流を流し、OFF信号で前記各相界
磁コイルに流れる電流をそれぞれ遮断する半導体スイッ
チング素子と、 前記一対の並列接続された半導体スイッチング素子が両
方通電した時に、前記一対の界磁コイルに流れる電流を
第1の電流レベルの2倍に設定する第4の手段と、 を備えたステップモータの制御装置。
(3) It has two field coils connected in parallel,
In a four-phase step motor with a rotor rotatably provided on the inner periphery of this field coil, the first level signal is set to 3 depending on the command pulse that commands the drive of the step motor and the count number of this command pulse.
A second level signal is generated for five intervals, and then a second level signal is generated for five intervals.
a first means for repeating the eight sections and simultaneously generating two signals shifted by four sections; Corresponding to the second section of the level signal, generates an ON signal for 9 sections, then generates an OFF signal for 7 sections, repeats the above 16 sections, and simultaneously generates 4 signals shifted by 4 sections each. a second means; setting the current flowing through the field coils of each phase to a first current level using a first level signal obtained by the first means; and setting the current flowing through the field coils of each phase to a first current level using a second level signal; a third means for setting a second current level larger than the first current level; and an ON signal obtained by the second means is used to conduct a current, and an OFF signal causes a current to flow through the field coils of each phase. Semiconductor switching elements that cut off the currents flowing through the respective phase field coils, and when both the pair of parallel-connected semiconductor switching elements are energized, the currents flowing through the pair of field coils are set to a first current level. A step motor control device, comprising: fourth means for setting twice the number; and a step motor control device.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5646695A (en) * 1979-09-25 1981-04-27 Shinko Electric Co Ltd Circuit for exciting pulse motor
JPS5899299A (en) * 1981-12-04 1983-06-13 Fuji Xerox Co Ltd Exciting system for step motor

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